CN115437084A - 一种一拖一和一拖多射频收发器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光载微波通讯（ROF）及电信通讯中的光射频转换领域，具体公开了一种一拖一和一拖多射频收发器件，包括射频发射器件、射频接收器件、与射频接收器件集成的波分复用器；本发明通过设有集成有波分复用器的射频接收器，通过波分复用的方式将射频发射器件和射频接收器件进行连接，进行配对使用，使得整个装置结构紧凑，克服了传统的分离器件或模块配置方式产生的复杂性；本发明的波分复用采用波片的结构，与射频接收器直接连接，假话了系统的复杂程度，同时具有很高的光信号和射频信号的隔离度，并且通过内部匹配电路的设计，在器件内进行信号匹配，可以传输高带宽的射频信号。

Description

一种一拖一和一拖多射频收发器件
技术领域
本发明涉及光载微波通讯（ROF）及电信通讯中的光射频转换领域，公开了一种一拖一和一拖多射频收发器件。
背景技术
射频光传输（Radio on Fiber，ROF）技术是应高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术，直接采用模拟信号进行传输，大大减少了数模和模数转换器件，减低了功耗和系统复杂度。
现有的模拟器件主要有两种，一种是带专门射频头的碟形模拟器件，可以传输高带宽，但是体积大，价格昂贵；一种是同轴封装的模拟器件，普遍传输信号带宽在4GHz以下；随着射频光传输的普及运用，以及5G、6G对高带宽的需求，迫切需要一种结构简单、成本低、输出带宽高的射频收发器件。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种一拖一和一拖多射频收发器件，可以实现通过波分复用方式连接射频发射器件和射频接收器件，采用同轴封装的方式将部分复用器集成在射频接收器件内，结构紧凑，传输带宽高。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种一拖一射频收发器件，包括一个射频发射器件、一个射频接收器件、与射频接收器件集成的波分复用器、连接波分复用器和射频发射器件的反射光纤、与波分复用器通过公共光纤连接的光接口；射频接收器包括接收管座、安装在接收管座左侧内的底座、安装在底座上的光电接收芯片；
波分复用器包括套接在接收管座右侧的耦合固定环、嵌套在耦合固定环内侧的波分复用器钢套、套设在波分复用器钢套外侧的接收器尾胶套、嵌套在波分复用器钢套内侧的光纤固定环、将反射光纤和公共光纤延伸至波分复用器内的端部固定在光纤固定环内的光纤套管、嵌套在波分复用器钢套内并与光纤套管左端抵接的自然聚透镜、嵌套在波分复用器钢套内并与自然聚透镜远离光纤套管一端抵接的滤波片。
进一步的，射频发射器件内设有内射频发射匹配电路，射频发射内匹配电路上有激光器射频脚RF_LD+、与激光器射频脚RF_LD+连接并使得射频信号具有更高带宽和全频率信号平坦的匹配电阻R1、与匹配电阻R1连接的激光器芯片LD、通过电感L与激光器芯片LD连接并为其提供供电的激光器偏置电流脚BIAS_LD+、用来接收激光器芯片LD后向光并用来监控激光器芯片LD工作状态的监视器MPD。
进一步的，射频接收器件内设有内射频接收匹配电路，内射频接收匹配电路上有使得接收射频信号带宽更高和信号更平坦的匹配电阻R2，与匹配电阻R2连接的接收芯片PD、与接收芯片PD连接用来屏蔽干扰的接地CASE。
进一步的，自然聚透镜与光纤套管和滤波片抵接处均通过固定胶水粘接固定，光纤套管与光纤固定环之间通过固定胶水填充粘接，光纤固定环通过胶水粘接的方式与波分复用器钢套内壁固定。
进一步的，耦合固定环为两端开口的水平圆筒状结构，波分复用器钢套通过过盈配合或螺纹连接的方式与耦合固定环连接，接收管座与耦合固定环支架存在用于调节光电接收芯片的光斑位置的水平间隙，水平间隙内填充有胶水，耦合固定环上开设有与水平间隙连通的透气孔。
进一步的，射频发射器件外侧套设有发射器尾胶套，发射器尾胶套设有供反射光纤贯穿的贯穿孔。
进一步的，接收器尾胶套通过过盈配合的方式套设在波分复用器钢套外侧，接收器尾胶套设有供公共光纤和反射光纤贯穿的贯穿孔。
进一步的，底座呈圆盘状结构，底座通过螺纹连接的方式或卡接的方式与接收管座连接。
一种一拖多射频收发器件，包括如上所述的一个射频发射器件、设置在反射光纤上的分光器、通过多路光纤与分光器连接的多组集成有波分复用器的射频接收器件、与各组波分复用器通过公共光纤连接的多组一一对应的光接口。
进一步的，分光器为一分八分光器，集成有波分复用器的射频接收器件数量为八个，波分复用器通过八路光纤与分光器连接。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明通过设有集成有波分复用器的射频接收器，通过波分复用的方式将射频发射器件和射频接收器件进行连接，进行配对使用，使得整个装置结构紧凑，克服了传统的分离器件或模块配置方式产生的复杂性。
（2）本发明通过设有耦合固定环、波分复用器钢套、固定胶水、光纤固定环、接收管座，将射频接收器件和波分复用器的各个组件进行同轴封装，结构简单，成本低廉。
（3）本发明的波分复用采用波片的结构，与射频接收器直接连接，假话了系统的复杂程度，同时具有很高的光信号和射频信号的隔离度，并且通过内部匹配电路的设计，在器件内进行信号匹配，可以传输高带宽的射频信号。
（4）本发明通过在反射光纤上设置的多路分光器，和多组一一对应的集成有波分复用器的射频接收器件和通过公共光纤与射频接收器件连接的光接口，实现一拖多的射频收发作业，结构简单，传输带宽高，成本抵。
附图说明
图1为本发明中射频发射器件的内部匹配电路的示意图；
图2为本发明中射频接收器件的内部匹配电路的示意图；
图3为本发明中一拖一射频收发器件的结构示意图；
图4为本发明中射频接收器件的内部结构示意图；
图5为本发明中一拖多的射频收发器件的结构示意图。
图中标号说明：1、射频发射器件；2、射频接收器件；3、公共光纤；4、反射光纤；5、光接口；6、接收器尾胶套；7、发射器尾胶套；8、光纤套管；9、自然聚透镜；10、滤波片；11、光纤固定环；12、耦合固定环；13、接收管座；14、底座；15、光电接收芯片；16、固定胶水；17、波分复用器钢套；18、透气孔；19、分光器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-5，在本发明的一个实施例中，一种一拖一射频收发器件，包括一个射频发射器件1、一个射频接收器件2、与射频接收器件2集成的波分复用器、连接波分复用器和射频发射器件1的反射光纤4、与波分复用器通过公共光纤3连接的光接口5；射频接收器件2包括接收管座13、安装在接收管座13左侧内的底座14、安装在底座14上的光电接收芯片15；波分复用器包括套接在接收管座13右侧的耦合固定环12、嵌套在耦合固定环内侧的波分复用器钢套17、套设在波分复用器钢套17外侧的接收器尾胶套6、嵌套在波分复用器钢套17内侧的光纤固定环11、将反射光纤4和公共光纤3延伸至波分复用器内的端部固定在光纤固定环11内的光纤套管8、嵌套在波分复用器钢套17内并与光纤套管8左端抵接的自然聚透镜9、嵌套在波分复用器钢套17内并与自然聚透镜9远离光纤套管8一端抵接的滤波片10。
具体的，通过设有耦合固定环12、波分复用器钢套17、光纤固定环11、接收管座13、底座14，将包括滤波片10、自然聚透镜9的波分复用器与射频接收器件2进行轴向集成封装，结构紧凑，同时，将射频发射器件1和射频接收器件2通过波分复用器连接，进行配对使用，简化了系统的复杂性。
在具体工作时，射频发射器件1发射出的光信号经由反射光纤4进入自然聚透镜9，变成平行光，然后在滤波片10的表面进行反射，反射光再次进入自然聚透镜9，自然聚透镜9把发射光进行汇聚进入公共光纤3，由光接口5输出；当入射光信号通过光接口5输入，进入公共光纤3，公共光纤3的另一端进入光纤套管8，入射信号光经由自然聚透镜9变成平行光，然后通过滤波片10，进入接收管座13进行汇聚，汇聚后的光通过光电接收芯片15进行接收；接收的信号可以通过底座14传输到外部系统，在器件内部进行了信号匹配，可以传输高带宽的射频信号，可传输直流到21GHz的信号。
在本实施例中，自然聚透镜9与光纤套管8和滤波片10抵接处均通过固定胶水16粘接固定，光纤套管8与光纤固定环11之间通过固定胶水16填充粘接，光纤固定环11通过胶水粘接的方式与波分复用器钢套17内壁固定。
在本实施例中，耦合固定环12为两端开口的水平圆筒状结构，波分复用器钢套17通过过盈配合或螺纹连接的方式与耦合固定环12连接，接收管座13与耦合固定环12支架存在用于调节光电接收芯片15的光斑位置的水平间隙，水平间隙内填充有胶水，耦合固定环12上开设有与水平间隙连通的透气孔18。
具体的，通过固定胶水16、呈圆筒状的耦合固定环12、波分复用器钢套17，对波分复用器进行同轴封装，结构简单，易于装配，通过设有透气孔18，在水平间隙内填充胶水后，胶水挥发物从透气孔18排出，便于胶水干燥，减小内部张力。
在本实施例中，所述射频发射器件1外侧套设有发射器尾胶套7，发射器尾胶套7设有供反射光纤4贯穿的贯穿孔。
具体的，发射器尾胶套7对射频发射器件1以及射频发射器件1与反射光纤4的连接处进行防护。
在本实施例中，所述底座14呈圆盘状结构，底座14通过螺纹连接的方式或卡接的方式与接收管座13连接。
具体的，方便对射频接收器件2进行拆卸和安装维护。
在本实施例中，所述接收器尾胶套6通过过盈配合的方式套设在波分复用器钢套17外侧，接收器尾胶套6设有供公共光纤3和反射光纤4贯穿的贯穿孔。
具体的，方便安装和拆卸接收器尾胶套6。
需要说明的是，在本实施例中，射频发射器件1内设有内射频发射匹配电路，射频发射内匹配电路上有激光器射频脚RF_LD+、与激光器射频脚RF_LD+连接并使得射频信号具有更高带宽和全频率信号平坦的匹配电阻R1、与匹配电阻R1连接的激光器芯片LD、通过电感L与激光器芯片LD连接并为其提供供电的激光器偏置电流脚BIAS_LD+、用来接收激光器芯片LD后向光并用来监控激光器芯片LD工作状态的监视器MPD。
其电路信号传输过程如下：射频信号通过激光器射频脚RF_LD+经由匹配电阻R1连接到激光器芯片LD的阳极，匹配电阻R1的存在可以使信号传输带宽更高，整个频率范围的信号更平坦；激光器偏置电流脚BIAS_LD+经由电感L给激光器芯片供电,电感可以滤去电源的噪声；激光器芯片LD发出的后向光可以通过监视器MPD接收，用于监控激光器芯片LD的工作状态，监视器MPD将监控信号从监控器针脚MPD-输出到外部系统。
在本实施例中，射频接收器件2内设有内射频接收匹配电路，内射频接收匹配电路上有使得接收射频信号带宽更高和信号更平坦的匹配电阻R2，与匹配电阻R2连接的接收芯片PD、与接收芯片PD连接用来屏蔽干扰的接地CASE。
其电路信号传输过程如下：射频信号和直流电PD-经由匹配电阻R2连接到接收芯片PD，匹配电阻R2的存在可以使信号传输带宽更高，整个频率范围的信号更平坦；接收芯片阳级PD+和接地CASE连接在一起，可以有效屏蔽外界干扰。
在本发明的另一个实施例中，一种一拖多射频收发器件，包括如上的一个射频发射器件1、设置在反射光纤4上的分光器19、通过多路光纤与分光器19连接的多组集成有波分复用器的射频接收器件2、与各组波分复用器通过公共光纤3连接的多组一一配对的光接口5。
在本实施例中，分光器19为一分八分光器，集成有波分复用器的射频接收器件2数量为八个，波分复用器通过八路光纤与分光器19连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种一拖一射频收发器件，其特征在于，包括一个射频发射器件（1）、一个射频接收器件（2）、与射频接收器件（2）集成的波分复用器、连接波分复用器和射频发射器件（1）的反射光纤（4）、与波分复用器通过公共光纤（3）连接的光接口（5）；所述射频接收器件（2）包括接收管座（13）、安装在接收管座（13）左侧内的底座（14）、安装在底座（14）上的光电接收芯片（15）；
所述波分复用器包括套接在接收管座（13）右侧的耦合固定环（12）、嵌套在耦合固定环内侧的波分复用器钢套（17）、套设在波分复用器钢套（17）外侧的接收器尾胶套（6）、嵌套在波分复用器钢套（17）内侧的光纤固定环（11）、将反射光纤（4）和公共光纤（3）延伸至波分复用器内的端部固定在光纤固定环（11）内的光纤套管（8）、嵌套在波分复用器钢套（17）内并与光纤套管（8）左端抵接的自然聚透镜（9）、嵌套在波分复用器钢套（17）内并与自然聚透镜（9）远离光纤套管（8）一端抵接的滤波片（10）。
2.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述射频发射器件（1）内设有内射频发射匹配电路，射频发射内匹配电路上有激光器射频脚RF_LD+、与激光器射频脚RF_LD+连接并使得射频信号具有更高带宽和全频率信号平坦的匹配电阻R1、与匹配电阻R1连接的激光器芯片LD、通过电感L与激光器芯片LD连接并为其提供供电的激光器偏置电流脚BIAS_LD+、用来接收激光器芯片LD后向光并用来监控激光器芯片LD工作状态的监视器MPD。
3.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述射频接收器件（2）内设有内射频接收匹配电路，内射频接收匹配电路上有使得接收射频信号带宽更高和信号更平坦的匹配电阻R2，与匹配电阻R2连接的接收芯片PD、与接收芯片PD连接用来屏蔽干扰的接地CASE。
4.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述自然聚透镜（9）与光纤套管（8）和滤波片（10）抵接处均通过固定胶水（16）粘接固定，光纤套管（8）与光纤固定环（11）之间通过固定胶水（16）填充粘接，光纤固定环（11）通过胶水粘接的方式与波分复用器钢套（17）内壁固定。
5.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述耦合固定环（12）为两端开口的水平圆筒状结构，波分复用器钢套（17）通过过盈配合或螺纹连接的方式与耦合固定环（12）连接，接收管座（13）与耦合固定环（12）支架存在用于调节光电接收芯片（15）的光斑位置的水平间隙，水平间隙内填充有胶水，耦合固定环（12）上开设有与水平间隙连通的透气孔（18）。
6.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述射频发射器件（1）外侧套设有发射器尾胶套（7），发射器尾胶套（7）设有供反射光纤（4）贯穿的贯穿孔。
7.根据权利要求1所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述接收器尾胶套（6）通过过盈配合的方式套设在波分复用器钢套（17）外侧，接收器尾胶套（6）设有供公共光纤（3）和反射光纤（4）贯穿的贯穿孔。
8.根据权利要求5所述的一种一拖一射频收发器件,其特征在于，所述底座（14）呈圆盘状结构，底座（14）通过螺纹连接的方式或卡接的方式与接收管座13连接。
9.一种一拖多射频收发器件，其特征在于，包括如权利要求1-5所述的一个射频发射器件（1）、设置在所述反射光纤（4）上的分光器（19）、通过多路光纤与所述分光器（19）连接的多组集成有波分复用器的射频接收器件（2）、与各组波分复用器通过所述公共光纤（3）连接的多组一一对应的光接口（5）。
10.根据权利要求9所述的一种一拖多射频收发器件，其特征在于，所述分光器（19）为一分八分光器，集成有波分复用器的射频接收器件（2）数量为八个，波分复用器通过八路光纤与分光器（19）连接。
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